¿Qué son los Ensayos de Estructuras Espaciales?
Los ensayos de estructuras espaciales son una parte fundamental de nuestros servicios de ensayos espaciales, que garantizan que los componentes y los sistemas completos utilizados en vehículos de lanzamiento y naves espaciales cumplan con los más altos estándares de resistencia, durabilidad y fiabilidad.
Recreamos condiciones reales, como temperaturas extremas, entornos de vacío y cargas mecánicas elevadas, para verificar que estas estructuras puedan soportar los esfuerzos a los que se verán sometidas durante el despegue, el vuelo, las operaciones en órbita y la reentrada.
Los ensayos de estructuras espaciales ayudan a fabricantes, agencias espaciales e integradores a garantizar el éxito de la misión, proteger cargas útiles valiosas y mantener la seguridad de la tripulación.
¿Qué Servicios de Ensayos de Estructuras Espaciales Ofrecemos?
En Applus+ Laboratories, estamos especializados en ensayar una amplia gama de estructuras empleadas en vehículos de lanzamiento y otras naves espaciales. Nuestros servicios integrales abarcan el desarrollo de bancadas de ensayo personalizadas, sistemas de carga, tecnología de medición y control, así como la ejecución de programas de ensayos complejos.
Cumplimos rigurosamente con normas de la industria, directrices y requisitos específicos del cliente para evaluar la integridad estructural y el rendimiento en condiciones realistas.
Ensayos en Grandes Estructuras Espaciales
Para asegurar que las grandes estructuras espaciales estén preparadas para el vuelo, se deben evaluar su resistencia y rigidez bajo escenarios de carga realistas.
- Sitios de ensayo a medida: Nuestro equipo diseña emplazamientos de ensayo personalizados que reproducen condiciones de contorno equivalentes en rigidez, evitando concentraciones de carga no deseadas. Esto incluye un enfoque multidisciplinar que engloba análisis estructurales, tanto numéricos como analíticos, capacidades de diseño y fabricación. El resultado es una bancada de ensayo rentable que cumple con los requisitos para un ensayo exitoso.
- Estructuras ficticias (dummy structures): Para lograr condiciones de contorno adecuadas para la muestra, se utilizan estructuras ficticias. Contamos con una amplia experiencia en el desarrollo de estructuras ficticias que satisfacen los requisitos cambiantes en cuanto a tamaño, precisión, resistencia y rigidez.
- Introducción de carga fiable: Aplicar las cargas requeridas de forma correcta, no solo en términos de valores medidos, es clave para obtener resultados de ensayo confiables. Podemos diseñar e implementar sistemas de carga para condiciones complejas, como superposición de fuerzas en un solo punto, fuerzas y momentos en estructuras de gran tamaño o la presurización de tanques.
- Instrumentación de última generación: Empleamos técnicas de medición avanzadas tanto en la muestra como en la bancada para garantizar una adquisición de datos fiable. Esto incluye galgas extensométricas, transductores de desplazamiento, vídeo a alta velocidad y correlación de imagen digital en 3D. Esta última puede aplicarse también a eventos de alta velocidad, como el colapso de una estructura.
- Ensayos remotos: Los ensayos destructivos se controlan de manera segura mediante visualización de datos en tiempo real y sistemas de monitorización avanzada.
- Tecnología avanzada: Nuestros sistemas de medición y control de última generación garantizan una aplicación precisa de la carga, proporcionando datos valiosos para la certificación o la mejora de los diseños.
Ensayos Estructurales de Interetapas Espaciales
Para garantizar la integridad estructural de las interetapas, diseñamos e implementamos sistemas de carga completos capaces de simular condiciones reales.
- Fuerzas axiales y momentos flectores: Nuestros sistemas manejan fuerzas axiales muy elevadas combinadas con momentos flectores complejos para reproducir escenarios reales.
- Análisis avanzado: Nuestros ingenieros realizan análisis lineales y no lineales para proteger los elementos estructurales de fallos prematuros.
- Instrumentación de última generación: Proyectos como el de la Interetapa 1/2 del lanzador Vega-C incluyeron más de 450 galgas extensométricas, 200 transductores de desplazamiento, cámaras de alta velocidad y sistemas de medición óptica en 3D.
Ensayos Estructurales en Bastidores de Empuje
Los bastidores de empuje desempeñan un papel fundamental al anclar los motores de cohetes y propulsar los vehículos de lanzamiento a órbita. Para garantizar su fiabilidad, sometemos estos componentes a ensayos rigurosos.
- Bancadas de ensayo personalizadas: Diseñamos y construimos bancadas especializadas para aplicar cargas hasta el punto de rotura de los componentes.
- Tecnología avanzada: Nuestros sistemas de medición y control de última generación garantizan la aplicación precisa de la carga, ofreciendo datos valiosos para su mejora.
- Proyectos destacados: Para el lanzador Ariane 6, realizamos ensayos en el Bastidor de Empuje Vinci bajo escenarios de carga altamente complejos, validando su integridad estructural y su rendimiento.
Ensayos en Intertanks (ITS) Espaciales
Los intertanks son elementos clave para la estabilidad y el rendimiento de los vehículos de lanzamiento. Nuestros ensayos garantizan que cumplan exigentes estándares de rendimiento.
- Ensayos estáticos: Introducimos fuerzas, presión interna y temperatura para simular condiciones reales.
- Sistemas adaptables: Nuestros sistemas de ensayo escalables se ajustan a los requisitos específicos del cliente.
- Experiencia demostrada: Con una amplia experiencia en ensayos de intertanks —como los superiores e inferiores del Ariane 6— aseguramos una aplicación precisa de la carga, la captura de datos exacta y evaluaciones rigurosas de la integridad estructural.
Ensayos en Tanques Espaciales
Los tanques son componentes esenciales para el almacenamiento de propelentes, por lo que requieren ensayos rigurosos que demuestren su capacidad para soportar presiones internas significativas.
- Sitios de ensayo completos: Construimos instalaciones integrales con sistemas de llenado y presurización para llevar los tanques hasta su punto de rotura.
- Instrumentación de precisión: Las galgas extensométricas y otros dispositivos de medición se instalan cuidadosamente para evitar dañar las paredes delicadas de los tanques.
- Ensayos remotos: Los ensayos destructivos se controlan de manera segura mediante visualización de datos en tiempo real y sistemas de monitorización avanzada.
- Resultados demostrados: Este enfoque fue fundamental para los ensayos de los tanques del lanzador Ariane 6, proporcionando datos esenciales para la optimización del diseño.
Ejemplos de Ensayos Destacados
Los siguientes ejemplos describen campañas de ensayo que han utilizado con éxito los métodos y herramientas mencionados anteriormente:
- Interetapa 1/2 de Vega-C: incluyó más de 450 galgas extensométricas, 200 transductores de desplazamiento, cámaras de alta velocidad y sistemas de medición óptica en 3D.
- Bastidor de Empuje Vinci de Ariane 6: ensayado bajo escenarios de carga altamente complejos, validando su integridad estructural y su rendimiento.
- Intertank Inferior de Ariane 6: un conjunto de 28 actuadores hidráulicos, destacando una carga de hasta 5 MN aplicada en los boosters.
- Intertank Superior de Ariane 6: un conjunto de 20 actuadores hidráulicos, con una estructura ficticia específica que simulaba un tanque acoplado y distribuía la carga de 8 actuadores sobre la estructura.
- Ensayo de Presión del Tanque de LH2 de Ariane 6: ensayo de un tanque de LH2 hasta su ruptura.
- Ensayo de Pandeo en la Estructura del Tanque de Ariane 6: ensayo de pandeo en un tanque de paredes delgadas con especial énfasis en una distribución de carga uniforme y predecible.
¿Cuáles son los Beneficios de los Ensayos de Estructuras Espaciales?
Los ensayos de estructuras espaciales ofrecen numerosas ventajas para fabricantes, agencias espaciales e integradores, asegurando que los sistemas espaciales cumplan con los requisitos de rendimiento y seguridad necesarios para misiones exitosas.
- Garantizar seguridad y fiabilidad: Los ensayos rigurosos validan que las estructuras resistan cargas y condiciones extremas, protegiendo las misiones, las cargas útiles y a la tripulación.
- Verificar principios de diseño: Los datos experimentales de los ensayos comparan el uso de materiales, los métodos de construcción y los modelos de cálculo, afinando los diseños y mejorando el rendimiento.
- Reducir riesgos y costes: Identificar posibles puntos de fallo al principio del desarrollo permite realizar modificaciones necesarias en el diseño, reduciendo el riesgo de fallos costosos en órbita.
- Optimizar rendimiento y eficiencia: Comprender el comportamiento de las estructuras bajo diversas condiciones de carga ayuda a los ingenieros a perfeccionar los diseños para crear componentes más ligeros, eficientes y fiables.
- Apoyar la certificación y el cumplimiento: Los ensayos demuestran la conformidad con normas de la industria, especificaciones del cliente y requisitos regulatorios, agilizando el proceso de cualificación y aprobación.
¿Por Qué Escoger Applus+ Laboratories para Ensayos de Estructuras Espaciales?
Applus+ Laboratories tiene un amplio historial como socio de confianza en importantes programas europeos de lanzadores. Nuestros equipos de ingeniería han gestionado, desarrollado y ejecutado con éxito ensayos hasta rotura en grandes estructuras espaciales, interetapas, intertanks, bastidores de empuje y estructuras de tanques para vehículos como Vega-C y Ariane 6. Nuestra experiencia incluye:
- Soluciones integrales: Nos encargamos de todo el proceso de ensayo, desde el desarrollo conceptual y el análisis por elementos finitos (FEA) hasta el diseño y la construcción de bancadas, la instrumentación y la ejecución.
- Tecnología puntera: Sistemas avanzados de medición y control, junto con diagnósticos ópticos de vanguardia, garantizan datos de ensayo precisos, fiables y detallados.
- Amplia experiencia: Décadas de experiencia directa y participación en programas espaciales de alto nivel nos permiten ofrecer procesos y resultados de gran calidad.
- Programas de ensayo a medida: Nos adaptamos a tus necesidades concretas, creando condiciones de carga, bancadas de ensayo y metodologías personalizadas para evaluaciones precisas y realistas.
- Soporte de principio a fin: Desde el desarrollo inicial de estructuras y componentes espaciales hasta la aprobación final en producción en serie, nuestro equipo colabora contigo para garantizar que tus productos cumplan todos los objetivos de resistencia, seguridad y rendimiento.
Al elegir Applus+ Laboratories, cuentas con un colaborador dedicado que comprende la complejidad de los ensayos de estructuras espaciales y proporciona valiosos datos técnicos que respaldan el éxito de tu misión.